在役实腹式臂架可视裂纹失效仿真及寿命评估
本文选题:在役实腹式臂架 + ANSYS ; 参考:《太原科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:我国工程机械保有量巨大,对其臂架以及液压缸等共性部件进行再制造研究意义重大。实际生产中在役实腹式臂架上必然存在些许可视裂纹,对臂架结构的安全性能产生重大的隐患。鉴于现实生产中采取实验研究以及数据统计分析的困难,本文针对在役实腹式臂架上相关可视的裂纹缺陷采取有限单元法进行仿真研究,为臂架再制造工程提供数据支撑。主要开展以下工作:1)在役实腹式臂架结构仿真模型的准确建立针对实腹式臂架实际试验研究的繁琐以及困难,采用建立相对准确的模型仿真方式,以满足科学研究的需要,重点针对臂架搭接位置处臂筒与滑块二者相互作用处的仿真方式进行对比研究,从而得出更加符合实际情况的处理方式。2)含失效裂纹在役实腹式臂架模型的仿真建立由于在役实腹式臂架已服役多年,其臂架上某些位置必然会出现一些典型型式的可视裂纹,针对其利用ANSYS建立仿真分析模型,为在役臂架寿命安全状态评估提供基础环境。3)在役实腹式臂架上可视裂纹的安全状态评估根据断裂力学相关理论,针对臂架上已有的典型裂纹进行静力学状态下的安全状态评估,判断其几种典型工况、裂纹典型位置、型式以及系列化尺寸下的安全状态,从而得出裂纹在各种典型裂纹工况下的最危险状态。4)在役实腹式臂架可视裂纹扩展剩余寿预测针对在役实腹式臂架最危险的裂纹工况,根据断裂力学—损伤容限安全设计理论对其进行仿真载荷谱作用下的裂纹疲劳扩展寿命评估,对在役臂架进行剩余寿命预测,为实际再制造工作提供数据支持。5)建立在役实腹式伸缩臂架失效参数化仿真分析系统针对在役实腹式臂架上已有典型位置、型式、尺寸以及对应典型工况下建立裂纹失效仿真分析系统,利用C#高级编程语言结合ANSYS自带参数化语言APDL进行二次开发,建立在役臂架上可视裂纹仿真分析系统软件,从而便于工程人员对裂纹的仿真研究。
[Abstract]:Because of the huge quantity of construction machinery in our country, it is of great significance to study the remanufacture of the common parts such as the boom and the hydraulic cylinder. In actual production, there must be some visible cracks on the solid web jib in service, which has great hidden trouble to the safety performance of the boom structure. In view of the difficulty of experimental research and statistical analysis of data in real production, the finite element method is used to simulate the relative visible crack defects on the active real web boom, which can provide data support for the remanufacturing engineering of the boom. The following work is mainly carried out: (1) the accurate establishment of the simulation model of the active solid web boom structure; aiming at the tedious and difficult actual experimental research on the solid web boom, a relatively accurate model simulation method is adopted to meet the needs of scientific research. This paper focuses on the comparative study on the simulation of the interaction between the barrel and the slider at the lap position of the arm. Thus, it is concluded that a more practical treatment mode. 2) the simulation of the model of the active solid web boom with a failure crack has been in service for many years, and some typical types of visible cracks will inevitably appear in some positions of the active solid web boom. In this paper, a simulation analysis model is established by using ANSYS, which provides a basic environment for evaluating the life safety state of active jib. 3) the safety assessment of visible cracks on the in-service full web boom is based on the relevant theory of fracture mechanics. This paper evaluates the safety state of the typical cracks in the boom under static condition, and judges the typical working conditions, the typical location of the crack, the type of the crack and the safety state of the series size. Thus, it is concluded that the most dangerous state of crack under various typical crack conditions. 4) the residual life of visible crack propagation of active solid web boom is predicted for the most dangerous crack condition of active solid web boom. According to the theory of fracture mechanics and damage tolerance safety design, the fatigue growth life of crack under the action of simulation load spectrum is evaluated, and the remaining life of the in-service boom is predicted. To provide data support for the actual remanufacturing work. 5) to establish a simulation and analysis system for the failure of the in-service solid web telescopic boom, aiming at the typical position and type of the in-service solid web boom. The simulation and analysis system of crack failure is established under the corresponding typical working conditions. The software of visible crack simulation and analysis on active jib is established by using C # advanced programming language combined with ANSYS's own parameterized language APDL. Therefore, it is convenient for engineers to simulate the crack.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU603
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,本文编号:1905602
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